WO2014094762A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents

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WO2014094762A1
WO2014094762A1 PCT/DE2013/200323 DE2013200323W WO2014094762A1 WO 2014094762 A1 WO2014094762 A1 WO 2014094762A1 DE 2013200323 W DE2013200323 W DE 2013200323W WO 2014094762 A1 WO2014094762 A1 WO 2014094762A1
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pendulum
masses
vibration damper
flange
elastic elements
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Toros GÜLLÜK
Stephan Maienschein
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13128—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses the damping action being at least partially controlled by centrifugal masses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/116—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on metal springs

Definitions

  • the invention relates to a vibration damper for transmitting torque between an input side and an output side.
  • the invention relates to a vibration damper with an elastic element and a centrifugal pendulum.
  • a vibration damper For transmitting a torque in a drive train, for example on a motor vehicle, a vibration damper can be used.
  • the vibration damper may be placed, for example, between a drive motor and a transmission.
  • the drive motor comprises a reciprocating internal combustion engine
  • the supplied torque fluctuations are superimposed, which are to be reduced by the vibration damper and kept away from the transmission.
  • the vibration damper is usually constructed in such a way that even torque fluctuations which may be impressed on a rotational torque flow in the reverse direction are dissipated or isolated.
  • a known vibration damper comprises an elastic element and a centrifugal force pens.
  • the elastic element is usually formed by a cylindrical or arcuate spiral spring, which transmits forces on a circumference about an axis of rotation between the input side and the output side of the vibration damper.
  • the centrifugal pendulum comprises one or more pendulum masses which are slidably mounted on a pendulum in the plane of rotation of the pendulum. In this case, the pendulum is rigid or connected by means of an elastic element with the input side or the output side.
  • the invention relates to a vibration damper having an input side and an output side, one or more elastic elements for transmitting power between the input side and the output side and a centrifugal pendulum with a pendulum flange and one or more pendulum masses, which are mounted in the plane of rotation of the pendulum flange displaceable on the pendulum flange.
  • said ratio is in the range between 0.95 and 1.60.
  • one of the elastic elements comprises, for example, a cylinder spring
  • a solid cylinder can be specified within which the cylinder spring extends.
  • one of the elastic elements comprises a bow spring, it is possible analogously to specify a solid torus section within which the bow spring extends. It has been found that particularly good vibration damping properties of the vibration damper can be achieved if the sum of the volumes of the pendulum masses and the sum of the volumes of the solid cylinder and Volltorusabites have a ratio in the range between 0.3 and 1.3 , Preferably, said ratio is in a range between 0.44 and 0.63.
  • the elastic elements are formed by helical springs, on the radially inner side of which no further elastic element is installed, instead of the above-described solid cylinders, hollow cylinders and instead of the described Full torus sections are considered hollow torus sections.
  • the sum of the volumes of the pendulum masses and the sum of the volumes of the hollow cylinder and Hohltorusabitese occupy a ratio in the range between 0.5 and 4. In a particularly preferred embodiment, said ratio occupies a range between 0.97 and 1.94.
  • Figure 1 is a schematic representation of a vibration damper
  • Figure 2 is a bow spring for use on the vibration damper of Figure 1;
  • Figure 3 is a cylinder spring for use on the vibration damper of Figure 1;
  • FIG. 4 illustrates a centrifugal pendulum for use on the vibration damper of FIG.
  • FIG. 1 shows schematic representations of two embodiments of a vibration damper 100.
  • the vibration damper is configured, for example, for use in a drive train of a motor vehicle.
  • the vibration damper 100 is for use on a wet or dry clutch, such as a launch clutch a hydrodynamic converter, a Föttinger clutch, a double clutch or an automatic transmission.
  • the vibration damper 100 in the upper illustration comprises an input side 105, which is exemplarily connected to an input flange 110, an output side 15, which is exemplarily connected to an output flange 120, a centrifugal pendulum 125 and a first elastic element 130 and a second elastic element 135.
  • the centrifugal pendulum 125 includes a pendulum 140, on which a pendulum mass 145 is slidably disposed.
  • the pendulum flange 140 is rotatably mounted, preferably about the same axis of rotation about which the input side 105 with the input flange 1 10 and the output side 1 15 are rotatably mounted with the output flange 120.
  • the first elastic element 130 couples the input flange 110 to the pendulum flange 140 and the second elastic element 135 couples the pendulum flange 140 to the output flange 120.
  • the first elastic member 130 includes a
  • Bow spring and the second elastic member 135 a cylinder spring.
  • the first elastic member 130 may also include a cylindrical spring or the second elastic member 135 may include a bow spring.
  • Both elastic elements 130, 135 are arranged on a circumference about the axis of rotation of the pendulum flange.
  • compression springs are used for the elastic elements 130, 135, which are arranged on the flanges 110 and 140 or 120 and 140 such that both a positive and a negative rotation of the flanges 1 engaging in the respective elastic element 130, 135 10, 120, 140 leads to a compression of the elastic element 130, 135.
  • the flanges 1 10, 120, 140 usually carry congruent cutouts in which the elastic elements 130, 135 are arranged.
  • the elastic members 130 and 135 may axially overlap each other with one of the elastic members 130, 135 disposed radially inward of the other elastic member 130, 135. Particularly preferred is an embodiment in which radially outward a bow spring and radially inside a cylindrical spring are used.
  • the pendulum flange 140 takes the place of the output flange 120 shown above.
  • the pendulum flange 140 used in the upper embodiment is replaced by an intermediate flange 150. Otherwise, the statements made above with respect to the other embodiment apply.
  • the pendulum flange 140 can also be arranged in place of the input flange 110, the first elastic element 130 coupling the pendulum flange 140 to the intermediate flange 150 and the second elastic element 135 coupling the intermediate flange 150 to the output flange 120.
  • Figure 2 shows the first elastic element 130, which is designed as a bow spring. In an upper area only the elastic element 130 is shown, in a central area the elastic element 130 together with an enveloping geometric figure and in a lower area only the geometric figure.
  • the first elastic member 130 is formed by a steel wire helically wound around a circular line 205. In this case, the first elastic element 130 extends within a solid torus section VTA.
  • the volume VT of a full-body is given in the following way:
  • the volume of the full-turf section is determined as a fraction of the volume of the full-tus.
  • VTA ⁇ VT
  • the volume of the first elastic member 130 can be approximated as the volume of the described Volltorusabitess.
  • the wire of the first elastic element 130 runs around a considerable volume, which is not covered by another distance.
  • the volume of the first elastic element can also be approximated as the volume of a hollow torus section.
  • the volume of a hollow torus is determined as follows:
  • VHT 2 ⁇ 2 ? (R a 2 -r 2 ) (Equation 3) with:
  • the volume of a Hohltorusabitess is in turn formed as a fraction of the volume of the entire Hohltorus.
  • VHTA ⁇ VHT
  • FIG. 3 shows the second elastic element 135 from FIG. 1 as a straight cylindrical spring. Similar as described above with respect to the first elastic member 130, the volume of the second elastic member 135 may be approximated by an enveloping geometric body. In the case of the second elastic element 135, this geometric body is a straight circular cylinder. This approach is particularly appropriate when the second elastic element 135 comprises two mutually coaxial coil springs, so that no appreciable space remains on a radial inner side of the second elastic element 135.
  • the volume of the second elastic element 135 can also be approximated by a hollow cylinder.
  • the volume of the hollow cylinder is determined as follows:
  • FIG. 4 shows an embodiment of the centrifugal force pendulum 125 from FIG. 1.
  • each pendulum mass 145 is shown on the pendulum flange 140.
  • each pendulum mass 145 other than illustrated, includes two masses mounted on opposite axial sides of the pendulum flange 140 and rigidly connected together.
  • two, three, four or more pendulum masses 145 are usually distributed on a circumference about the axis of rotation of the pendulum 140.
  • the volumes of pendulum masses 145 may be determined based on their total mass and specific gravity. The total mass may be specified by a manufacturer of centrifugal pendulum 125.
  • the volume of pendulum masses 145 is determined to be the volume that they displace upon complete immersion in a hydraulic fluid.
  • the quality of the vibration damper 100 can be given if one of the ratios Q1 to Q4 is in a range assigned to it by one of the tables, or if several of the ratios Q1 to Q4 are in their assigned ranges. Based on this information, a simple and rapid quality determination of an existing or designed vibration damper 100 can be carried out. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Ein Schwingungsdämpfer (100) umfasst eine Eingangsseite (105), eine Ausgangsseite (115), eines oder mehrere elastische Elemente (130, 135) zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite und ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch (140) und einer oder mehreren Pendelmassen (145), die in der Drehebene des Pendelflanschs verschiebbar am Pendelflansch angebracht sind. Es wird vorgeschlagen, bestimmte Verhältnisse von Massen und Volumina der elastischen Elemente und der Pendelmassen zu bilden. Liegen eines oder mehrere der Verhältnisse in angegebenen Bereichen, so ist von einer guten Dämpfung bzw. Tilgung von Torsionsschwingungen durch den Schwingungsdämpfer auszugehen.

Description

Schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schwingungsdämpfer mit einem elastischen Element und einem Fliehkraftpendel.
Zur Übertragung eines Drehmoments in einem Antriebsstrang, beispielsweise an einem Kraftfahrzeug, kann ein Schwingungsdämpfer verwendet werden. Der Schwingungsdämpfer kann beispielsweise zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe platziert sein. Insbesondere dann, wenn der Antriebsmotor einen Hubkolben-Verbrennungsmotor umfasst, sind dem bereitgestellten Drehmoment Schwankungen überlagert, die durch den Schwingungsdämpfer abgebaut und vom Getriebe fern gehalten werden sollen. Der Schwingungsdämpfer ist üblicherweise so aufgebaut, dass auch Drehmomentschwankungen, die einem Drehrmo- mentfluss in umgekehrter Richtung aufgeprägt sein können, abgebaut bzw. isoliert werden.
Ein bekannter Schwingungsdämpfer umfasst ein elastisches Element und ein Fliehkraftpen- del. Das elastische Element ist üblicherweise durch eine zylinderförmige oder bogenförmige Spiralfeder gebildet, die auf einem Umfang um eine Drehachse Kräfte zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Schwingungsdämpfers übermittelt. Das Fliehkraftpendel umfasst eine oder mehrere Pendelmassen, die an einem Pendelflansch in der Drehebene des Pendelflanschs verschiebbar angeordnet sind. Dabei ist der Pendelflansch starr oder mittels eines elastischen Elements mit der Eingangsseite oder der Ausgangsseite verbunden.
Es hat sich gezeigt, dass nicht jede Kombination von elastischen Elementen und Pendelmassen zu einer ausreichenden Isolation bzw. Tilgung von Schwingungen führt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Kriterien anzugeben, die die Dimensionierung eines elastischen Elements und eines Fliehkraftpendels in einem Schwingungsdämpfer erleichtern. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Schwingungsdämpfers mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Die Erfindung geht aus von einem Schwingungsdämpfer mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite, einem oder mehreren elastischen Elementen zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite sowie einem Fliehkraftpendel mit einem Pendel- flansch und einer oder mehreren Pendelmassen, die in der Drehebene des Pendelflanschs verschiebbar am Pendelflansch angebracht sind.
Versuche haben gezeigt, dass eine gute Isolation von Schwingungen gelingen kann, wenn die Summe der Massen der Pendelmassen und die Summe der Massen der elastischen Elemente in einem Verhältnis im Bereich zwischen 0,5 und 4 stehen.
Durch die Abstimmung der Massen der Pendelmassen bezüglich der Massen der elastischen Elemente kann eine besonders effiziente in Kombination aus Isolation der Drehschwingungen mittels der elastischen Elemente und Tilgung der Drehschwingungen mittels des Fliehkraftpendels erreicht werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt das genannte Verhältnis im Bereich zwischen 0,95 und 1 ,60.
Ausgehend von dem oben beschriebenen Schwingungsdämpfer können auch andere Parameter als die Massen der elastischen Elemente und der Pendelmassen betrachtet werden. Umfasst eines der elastischen Elemente beispielsweise eine Zylinderfeder, so kann ein Vollzylinder angegeben werden, innerhalb dessen sich die Zylinderfeder erstreckt. Umfasst eines der elastischen Elemente eine Bogenfeder, so kann in analoger Weise ein Volltorus- abschnitt angegeben werden, innerhalb dessen sich die Bogenfeder erstreckt. Es hat sich gezeigt, dass besonders gute schwingungsdämpfende bzw. -tilgende Eigenschaften des Schwingungsdämpfers dann erreicht werden können, wenn die Summe der Volumina der Pendelmassen und die Summe der Volumina der Vollzylinder und Volltorusabschnitte ein Verhältnis im Bereich zwischen 0,3 und 1 ,3 aufweisen. Bevorzugterweise liegt das genannte Verhältnis in einem Bereich zwischen 0,44 und 0,63.
Durch die Betrachtung der Volumina geometrischer Körper, die die elastischen Elemente umhüllen bzw. engstmöglich einschließen, können insbesondere Konstruktionen berücksichtigt werden, in denen der Raum des geometrischen Körpers im Wesentlichen voll durch das elastische Element ausgefüllt wird. Diese Betrachtungsweise bietet sich insbesondere in Ausführungsformen an, bei denen innerhalb der geraden oder gebogenen Schraubenfeder eine weitere gerade bzw. gebogene Schraubenfeder angeordnet ist.
Kann davon ausgegangen werden, dass die elastischen Elemente durch Schraubenfedern gebildet sind, auf deren radial innerer Seite kein weiteres elastisches Element verbaut ist, so können anstelle der oben beschriebenen Vollzylinder Hohlzylinder und anstelle der beschrie- benen Volltorusabschnitte Hohltorusabschnitte betrachtet werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Summe der Volumina der Pendelmassen und die Summe der Volumina der Hohlzylinder und Hohltorusabschnitte ein Verhältnis im Bereich zwischen 0,5 und 4 einnehmen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nimmt das genannte Verhältnis einen Bereich zwischen 0,97 und 1 ,94 ein.
Ein weiterer Ansatz, um einen qualitativ hochwertigen Schwingungsdämpfer der beschriebenen Art zu charakterisieren, besteht darin, das eingangs erwähnte Massenverhältnis mit dem zuletzt genannten Verhältnis der Volumina der Pendelmassen und Hohlzylinder und Hohltorusabschnitte in ein weiteres Verhältnis zu setzen. Dabei nimmt dieses Verhältnis einen Bereich zwischen 0,35 und 2 ein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt das Verhältnis in einem Bereich zwischen 0,72 und 1 ,05.
Durch die erfindungsgemäßen Bereiche für vorbestimmte Verhältnisse ist es möglich, die Qualität der Schwingungsdämpfung eines bestehenden Schwingungsdämpfers rechnerisch abzuschätzen. Alternativ ist es auch möglich, beim Entwurf eines Schwingungsdämpfers so vorzugehen, dass wenigstens eines der genannten Verhältnisse in dem jeweils zugeordneten Bereich liegt, um einen hochwertigen Schwingungsdämpfer bereitzustellen. In beiden Fällen können eines oder mehrere der angegebenen Kriterien angewandt werden, um den erfindungsgemäßen, qualitativ hochwertigen Schwingungsdämpfer zu identifizieren.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 schematische Darstellungen eines Schwingungsdämpfers;
Figur 2 eine Bogenfeder zum Einsatz am Schwingungsdämpfer von Figur 1 ;
Figur 3 eine Zylinderfeder zum Einsatz am Schwingungsdämpfer von Figur 1 ; und
Figur 4 ein Fliehkraftpendel zum Einsatz am Schwingungsdämpfer von Figur I darstellt.
Figur 1 zeigt schematische Darstellungen zweier Ausführungsformen eines Schwingungsdämpfers 100. Der Schwingungsdämpfer ist beispielsweise zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingerichtet. In besonderer Weise ist der Schwingungsdämpfer 100 zum Einsatz an einer nassen oder trockenen Kupplung, etwa einer Anfahrkupplung, an einem hydrodynamischen Wandler, einer Föttinger-Kupplung, einer Doppelkupplung oder einem Automatikgetriebe eingerichtet.
Der Schwingungsdämpfer 100 in der oberen Darstellung umfasst eine Eingangsseite 105, die exemplarisch mit einem Eingangsflansch 1 10 verbunden ist, eine Ausgangsseite 1 15, die exemplarisch mit einem Ausgangsflansch 120 verbunden ist, ein Fliehkraftpendel 125 sowie ein erstes elastisches Element 130 und ein zweites elastisches Element 135. Das Fliehkraftpendel 125 umfasst einen Pendelflansch 140, an dem eine Pendelmasse 145 verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist der Pendelflansch 140 drehbar gelagert, vorzugsweise um die gleiche Drehachse, um die auch die Eingangsseite 105 mit dem Eingangsflansch 1 10 bzw. die Ausgangsseite 1 15 mit dem Ausgangsflansch 120 drehbar gelagert sind. Das erste elastische E- lement 130 koppelt den Eingangsflansch 1 10 mit dem Pendelflansch 140 und das zweite elastische Element 135 den Pendelflansch 140 mit dem Ausgangsflansch 120.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das erste elastische Element 130 eine
Bogenfeder und das zweite elastische Element 135 eine Zylinderfeder. In anderen Ausführungsformen kann das erste elastische Element 130 auch eine Zylinderfeder oder das zweite elastische Element 135 eine Bogenfeder umfassen. Beide elastische Elemente 130, 135 sind auf einem Umfang um die Drehachse des Pendelflanschs angeordnet. Bevorzugterweise werden für die elastischen Elemente 130, 135 Druckfedern verwendet, die derart an den Flanschen 1 10 und 140 bzw. 120 und 140 angeordnet sind, dass sowohl eine positive als auch eine negative Verdrehung der in das jeweilige elastische Element 130, 135 eingreifenden Flansche 1 10, 120, 140 zu einer Kompression des elastischen Elements 130, 135 führt. Üblicherweise tragen die Flansche 1 10, 120, 140 hierfür kongruente Ausschnitte, in denen die elastischen Elemente 130, 135 angeordnet sind.
Die elastischen Elemente 130 und 135 können einander axial überlappen, wobei eines der elastischen Elemente 130, 135 radial weiter innen als das andere elastische Element 130, 135 angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der radial außen eine Bogenfeder und radial innen eine Zylinderfeder verwendet werden.
Im unteren Bereich von Figur 1 ist eine Variante dargestellt, bei der der Pendelflansch 140 an die Stelle des oben dargestellten Ausgangsflanschs 120 tritt. Der in der oberen Ausführungsform verwendete Pendelflansch 140 wird dabei durch einen Zwischenflansch 150 ersetzt. Ansonsten gelten die oben bezüglich der anderen Ausführungsform gemachten Aussagen. In ei- ner analogen Ausführungsform kann der Pendelflansch 140 auch anstelle des Eingangs- flanschs 1 10 angeordnet werden, wobei das erste elastische Element 130 den Pendelflansch 140 mit dem Zwischenflansch 150 und das zweite elastische Element 135 den Zwischenflansch 150 mit dem Ausgangsflansch 120 koppelt.
Figur 2 zeigt das erste elastische Element 130, das als Bogenfeder ausgeführt ist. In einem oberen Bereich ist nur das elastische Element 130, in einem mittleren Bereich das elastische Element 130 zusammen mit einer einhüllenden geometrischen Figur und in einem unteren Bereich nur die geometrische Figur dargestellt.
Das erste elastische Element 130 ist gebildet durch einen Stahldraht, der schraubenförmig um eine Kreislinie 205 gewunden ist. Dabei erstreckt sich das erste elastische Element 130 innerhalb eines Volltorusabschnitts VTA. Das Volumen VT eines Volltorus ist auf folgende Weise gegeben:
VT = 2 zRr (Gleichung 1 ) mit:
VT Volumen des Volltorus
R Radius der Mittellinie
rä a Radius des Querschnitts des Volltorus.
Das Volumen des Volltorusabschnitts bestimmt sich als Bruchteil des Volumens des Volltorus.
VTA = ■ VT
360° (Gleichung 2) mit:
VTA Volumen des Volltorusabschnitts
VT Volumen des Volltorus.
Insbesondere dann, wenn das erste elastische Element 130 mehrere konzentrische
Schraubenfedern umfasst, kann das Volumen des ersten elastischen Elements 130 als Volumen des beschriebenen Volltorusabschnitts angenähert werden. Umläuft der Draht des ersten elastischen Elements 130 ein nennenswertes Volumen, das nicht durch einen weiteren Ab- schnitt des ersten elastischen Elements 130 ausgefüllt wird, so kann das Volumen des ersten elastischen Elements auch als Volumen eines Hohltorusabschnitts angenähert werden. Das Volumen eines Hohltorus bestimmt sich folgendermaßen:
VHT = 2π 2 ?(ra 2 - r2) (Gleichung 3) mit:
VHT Volumen des Hohltorus
R Radius der Mittellinie
ra äußerer Radius des Querschnitts des Volltorus
η innerer Radius des Querschnitts des Volltorus.
Das Volumen eines Hohltorusabschnitts ist wiederum gebildet als Bruchteil des Volumens des gesamten Hohltorus.
VHTA = ■ VHT
' 0° (Gleichung 4) mit:
VHTA Volumen des Hohltorusabschnitts
VHT Volumen des Hohltorus
φ Öffnungswinkel des Torusabschnitts.
Figur 3 zeigt das zweite elastische Element 135 aus Figur 1 als gerade Zylinderfeder. Ähnlich wie oben bezüglich des ersten elastischen Elements 130 beschrieben wurde, kann das Volumen des zweiten elastischen Elements 135 durch einen einhüllenden geometrischen Körper angenähert werden. Beim zweiten elastischen Element 135 ist dieser geometrische Körper ein gerader Kreiszylinder. Diese Herangehensweise bietet sich insbesondere dann an, wenn das zweite elastische Element 135 zwei zueinander koaxiale Schraubenfedern umfasst, so dass auf einer radialen Innenseite des zweiten elastischen Elements 135 kein nennenswerter Raum verbleibt. Das Volumen des Vollzylinders bestimmt sich wie folgt: VZ = n - l - ra 2 (Gleichung 5) mit:
VZ Volumen des Vollzylinders
I Länge des Vollzylinders
ra Radius des Vollzylinders.
Soll ein koaxialer, zylindrischer Hohlraum berücksichtigt werden, der nicht durch ein Element bzw. durch einen Abschnitt des zweiten elastischen Elements 135 ausgefüllt ist, so kann das Volumen des zweiten elastischen Elements 135 auch durch einen Hohlzylinder angenähert werden. Das Volumen des Hohlzylinders bestimmt sich wie folgt:
VHZ = n - l - {ra 2 - rf ) (Gleichung 6) mit:
VHZ Volumen des Hohlzylinders
ra Außendurchmesser des Hohlzylinders
η Innendurchmesser des Hohlzylinders.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des Fliehkraftpendels 125 aus Figur 1. Aus Darstellungsgründen ist nur eine Pendelmasse 145 am Pendelflansch 140 dargestellt. Üblicherweise um- fasst jede Pendelmasse 145, anders als dargestellt, zwei Einzelmassen, die auf gegenüber liegenden axialen Seiten des Pendelflanschs 140 angebracht und starr miteinander verbunden sind. Außerdem sind üblicherweise auf einem Umfang um die Drehachse des Pendelflanschs 140 zwei, drei, vier oder mehrere Pendelmassen 145 verteilt. Die Volumina der Pendelmassen 145 können auf der Basis ihrer Gesamtmasse und ihres spezifischen Gewichts bestimmt werden. Die Gesamtmasse kann von einem Hersteller des Fliehkraftpendels 125 angegeben sein. Alternativ bieten sich eine geometrische Näherung oder eine hydraulische Verdrängungsmessung der vom Pendelflansch 140 abgetrennten Pendelmassen 145 an. Bei der Verdrängungsmessung wird das Volumen der Pendelmassen 145 als das Volumen bestimmt, das sie beim vollständigen Eintauchen in eine hydraulische Flüssigkeit verdrängen.
Auf der Basis der oben beschriebenen Volumina und der Massen der Pendelmassen 145 und der Federelemente 130, 135 können nun bestimmte rechnerische Verhältnisse gebildet werden, die zur Beurteilung des Schwingungsdämpfers 100 aus Figur 1 nützlich sind. In umfang- reichen Versuchsreihen mit unterschiedlich großen und unterschiedlich schweren elastischen Elementen 130, 135 sowie unterschiedlich großen und unterschiedlich schweren Pendelmassen 145 hat sich gezeigt, dass die Eigenschaften der Schwingungsdämpfung bzw. der Schwingungstilgung des Schwingungsdämpfers 100 dann besonders gut sind, wenn wenigstens eines der Verhältnisse, die in der folgenden Tabelle in Spalten angegeben sind, in einem Bereich liegt, der in den jeweils darunter liegenden Zeilen als Minimum und Maximum angegeben ist.
Figure imgf000010_0001
Die Qualität des Schwingungsdämpfers 100 kann dann gegeben sein, wenn eines der Verhältnisse Q1 bis Q4 in einem ihm durch eine der Tabellen zugeordneten Bereich liegt oder wenn mehrere der Verhältnisse Q1 bis Q4 in den ihnen zugeordneten Bereichen liegen. Anhand dieser Angaben kann eine einfache und rasche Qualitätsbestimmung eines existierenden oder konzipierten Schwingungsdämpfers 100 durchgeführt werden. Bezugszeichenliste
100 Schwingungsdämpfer
105 Eingangsseite
1 10 Eingangsflansch
1 15 Ausgangsseite
120 Ausgangsflansch
125 Fliehkraftpendel
130 erstes elastisches Element
135 zweites elastisches Element
140 Pendelflansch
145 Pendelmasse
150 Zwischenflansch
205 Kreislinie

Claims

Patentansprüche
1 . Schwingungsdämpfer (100), umfassend:
- eine Eingangsseite (105);
- eine Ausgangsseite (1 15);
- eines oder mehrere elastische Elemente (130, 135) zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite (105) und der Ausgangsseite (1 15);
- ein Fliehkraftpendel (125) mit einem Pendelflansch (140) und einer oder mehreren Pendelmassen (145), die in der Drehebene des Pendelflanschs (140) verschiebbar am Pendelflansch (140) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass folgendes gilt:
- Q1 = MPM / MEL = [0,5 ... 4],
- mit MEL = Summe der Massen der elastischen Elemente (130, 135)
- und MPM = Summe der Massen der Pendelmassen (145).
2. Schwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 1 , wobei gilt: Q1 =[0,95 ... 1 ,60].
3. Schwingungsdämpfer (100), umfassend:
- eine Eingangsseite (105);
- eine Ausgangsseite (1 15);
- eines oder mehrere elastische Elemente (130, 135) zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite (105) und der Ausgangsseite (1 15);
- wobei sich die elastischen Elemente (130, 135) jeweils innerhalb eines Vollzylinders oder eines Volltorusabschnitts erstrecken;
- ein Fliehkraftpendel (125) mit einem Pendelflansch (140) und einer oder mehreren Pendelmassen (145), die in der Drehebene des Pendelflanschs (140) verschiebbar am Pendelflansch (140) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass folgendes gilt:
- Q2 = VPM / VZT = [0,3 ... 1 ,3],
- mit VPM = Summe der Volumina der Pendelmassen (145)
- und VZT = Summe der Volumina der Vollzylinder und Volltorusabschnitte.
4. Schwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 3, wobei gilt: Q2 = [0,44 ... 0,63].
5. Schwingungsdämpfer (100), umfassend:
- eine Eingangsseite (105);
- eine Ausgangsseite (1 15); - eines oder mehrere elastische Elemente (130, 135) zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite (105) und der Ausgangsseite (1 15);
- wobei sich die elastischen Elemente (130, 135) jeweils entlang eines Hohlzylinders oder eines Hohltorusabschnitts erstrecken;
- ein Fliehkraftpendel (125) mit einem Pendelflansch (140) und einer oder mehreren Pendelmassen (145), die in der Drehebene des Pendelflanschs (140) verschiebbar am Pendelflansch (140) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass folgendes gilt:
- Q3 = VPM / VHZT = [0,5 ... 4],
- mit VPM = Summe der Volumina der Pendelmassen (145)
- und VHZT = Summe der Volumina der Hohlzylinder und Hohltorusabschnitte.
6. Schwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 5, wobei gilt: Q3 = [0,97 ... 1 ,94].
7. Schwingungsdämpfer (100), umfassend
- eine Eingangsseite (105)
- eine Ausgangsseite (1 15);
- eines oder mehrere elastische Elemente (130, 135) zur Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite (105) und der Ausgangsseite (1 15);
- wobei sich die elastischen Elemente (130, 135) jeweils entlang eines Hohlzylinders oder eines Hohltorusabschnitts erstrecken;
- ein Fliehkraftpendel (125) mit einem Pendelflansch (140) und einer oder mehreren Pendelmassen (145), die in der Drehebene des Pendelflanschs (140) verschiebbar am Pendelflansch (140) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet, dass folgendes gilt:
- Q4 = Q1 / Q3 = [0,35 ... 2],
- mit Q1 = MEL / MPM,
- MEL = Summe der Massen der elastischen Elemente (135, 135),
- MPM = Summe der Massen der Pendelmassen (145),
- Q3 = VPM / VHZT,
- VPM = Summe der Volumina der Pendelmassen (145)
- und VHZT = Summe der Volumina der Hohlzylinder und Hohltorusabschnitte.
8. Schwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 7, wobei gilt: Q4 = [0,72 ... 1 ,05].
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